焊缝跟踪技术应用研究（精选3篇）
焊缝跟踪技术应用研究 篇1
0引言
目前,国内外已有大量焊接机器人应用于各类自动化生产线上。在机器人自动焊接时,为克服不确定因素对焊接质量的影响,提高机器人工作的可靠性,需要机器人能够在线实时调整位姿,确保焊枪对中焊缝中心,保证焊缝成形质量。另外,对于一些特殊场合,如水下、核辐射等环境,更加需要机器人能够准确的跟踪焊缝信息。因此,焊缝跟踪已成为自动化焊接的关键技术。本文旨在从专利申请的角度分析国内外焊缝跟踪技术的各阶段发展现状以及趋势。
1概况
焊缝跟踪技术是指在焊接时检测出焊缝偏差,调整焊接路径和焊接参数,保证焊接质量[1]。焊缝跟踪装置是焊缝跟踪技术的核心,主要是由传感器和随动机构组成,它是以电弧相对于焊缝中心位置的偏差作为被调量,焊炬位移量为操作量的闭环控制系统。在整个闭环系统中,传感器起着非常重要的作用,它决定着整个系统对焊缝的跟踪精度。目前,按照传感器测量类型主要分为三类:机械式、基于电或磁的非接触式、以及基于光学的非接触式,这三类装置的专利申请在德温特世界专利索引数据库(DWPI)中的分布情况如图1所示,其中,基于光学的非接触式传感器所占比例较大,是当前技术发展的主要趋势。
2焊缝跟踪技术的起步
在中国专利文摘数据库(CNABS)中检索到最早有关焊缝跟踪装置的专利是“申请号为CN85106473、申请日为1987年8月29日、申请人为松下电器产业株式会社,名称为焊接坡口截面积检测装置”[2],该发明采用的技术方案是:首先将光点投射于工件上,利用光学传感器在上述工件上成直角地扫描上述光点,检出并记忆每一扫描单位节距的从传感器至焊接坡口间的距离,将该记忆数据变换为以焊接工件母材面为基准的距离数据,求出每一扫描节距的总和,并于此乘以比例系数,最终能高精度高速度的检出坡口截面积。同时,检索到国内申请人最早申请的焊缝跟踪装置专利是“申请号为CN91212019.3、申请日为1990年12月31日,申请人为国营七一零厂,名称为气动式坡口焊跟踪装置”[3],该发明装置采用机械跟踪轮进行焊缝跟踪,由跟踪轮升降压紧机构、焊丝、跟踪轮同步摆动机构、摆动部分锁紧机构以及焊丝倾角调整机构组成。
检索发现,在焊缝跟踪装置发展初期,中国专利的申请人主要是日本和德国的公司,技术集中在焊缝坡口形状和中心线位置的自动检测上,尚未形成完整的和自动化的焊缝跟踪系统。而国内的焊缝跟踪研究起步较晚,内容集中在机械式的焊缝跟踪上,同期与国外相比差距较大。
3焊缝跟踪技术的发展
在焊缝跟踪装置的发展时期,国内陆续出现了基于电或磁的非接触式焊缝跟踪装置的专利申请。申请号为CN00234990.6,发明名称为非接触式焊接自动跟踪调节装置,该发明采用电涡流传感器、信号处理系统和执行驱动部件构成。该装置是以电涡流传感器作为焊炬中心与焊缝偏差数据的检测,由信号处理系统进行逻辑处理和输出指令,最终由执行驱动部件调整焊枪位置直到无偏差,整个装置实现自身闭环[4]。该装置有效地避开了焊接的辐射、电磁和温度变化的影响,较好地适应了焊接恶劣环境,焊接精度和可靠性有了保障。
此外,领导未来焊缝跟踪装置发展的是基于光学的非接触式传感器。检索发现,在基于光学的非接触式传感器中,尤以视觉传感器最为突出,国内外对此技术也申请了大量专利。申请号为CN201310375369.6,发明名称为基于视觉传感的旋转电弧窄间隙MAG焊焊缝偏差识别装置和方法[5],该发明的技术方案是采用CCD摄像机并通过触发采样方式准确获取每个电弧旋转周期内,电弧旋转到坡口左右位置的焊接图像,并快速检测两幅图的电弧、左右坡口位置来获取焊缝偏差。该发明获取焊缝偏差的效率高,准确可靠,且可克服坡口底部变化和电弧电信号易受干扰的影响。
4焊缝跟踪装置的展望
从最初的机械式开始,一直到现在流行的基于视觉传感器的焊缝跟踪装置,国内申请人陆续在中国申请了越来越多的专利。未来,视觉传感器、图象处理方法和自动控制技术将是焊缝跟踪的三个核心,以后的研究和专利布局也将围绕着这三个关键技术来展开,这也标志着智能焊接机器人的大规模应用即将到来。
参考文献
[1]曾松盛,石永华,王国荣.基于电弧传感器的焊缝跟踪技术现状与展望[J].2008,137(02):1-5.
[2]松下电器产业株式会社.焊接坡口截面积检测装置.CN85106473A[P].1987-03-18.
[3]国营七一零厂.气动式坡口焊缝跟踪装置.CN2089386U[P],1991-11-27.
[4]曾维尔.非接触式焊接自动跟踪调节装置.CN2437447Y[P],2001-07-04.
[5]江苏科技大学.基于视觉传感的旋转电弧窄间隙MAG焊焊缝偏差识别装置和方法.CN103464869A[P].2013-08-26.
焊缝跟踪技术应用研究 篇2
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二、报考条件1、坚持党的基本路线，志愿献身国防科技事业，品德良好，遵纪守法的应届本科毕业生或已取得学士学位的部队在职干部；
2、年龄一般不超过26周岁；
3、身体健康状况符合国家及我所规定的体检标准，并强调下几点：
身高：男不低于1.62米，女不低于1.58米；
两眼裸眼视力均在0.5以上、矫正视力均在1.0以上，无色盲、色弱；
肝功能无异常（体检时除做常规检查外，还需做肝功能和乙型肝炎表面抗原检查）。
4、推荐免试生须取得外推资格，且是985院校综合排名前10%的本专业考生。
三、报名考试1、所有考生须按教育部统一规定时间方式进行报名及初试。
2、北京考生选择北京航空航天大学报名及考试，外埠考生根据当地省（市、区）招办指定的报名点报名并参加考试。
3、考生必须如实填写各项报考信息，报考人员的资格审查在复试时进行，不符合报考条件的考生将被取消复试资格；因考生本人信息填写不清所造成考试及录取的延误，责任由考生自负。
4、推荐免试考生报名截止时间为2012年9月25日，具体报名材料查阅研究生招生网（yz.chsi.com.cn）网报公告。
四、其他1、地方院校应届考生必须是211工程以上院校应届毕业男生，限招2名；
2、国防生限招8名，女生也可报考；
3、军队在职干部报考时须本单位主管部门推荐，签订定向培养协议书，毕业后回原单位工作，录取时交纳部分培养费用。
4、考生报名后，须在一个月内向我办提交报名现场确认清单及大学本科毕业证书、学士学位证书、成绩单(须加盖红章)复印件；应届毕业考生可不提供证书复印件，部队在职考生须同时提供单位人事部门介绍信(非考生人事档案所在单位盖章无效)。
5、统招生在学期间享受规定的工资待遇，培养经费由我所承担，毕业后留所工作或统一分配工作。
6、考生务必在规定时间内将有关材料寄至我办，同时附上三个写明考生姓名、地址、邮编的标准信封。
7、我所按考生所报考的专业进行录取，考生报考的研究方向作为参考。
8、专业课考试范围可查阅研究生招生网网报公告或教育在线及中华考研网相关内容。
9、其它招生事宜请与研究生办公室联系。
联系电话：(010)66361027
通信地址：北京市5131信箱1号
邮政编码：100094
焊缝跟踪技术应用研究 篇3
光电编码器是利用光电效应原理, 将角度、位置、转速等物理量转化为电气信号并加以输出的一种传感器。光电编码器在工业控制和自动化领域应用非常广泛。适用于测量的物理量有:速度、长度、角度、位置。
二、增量式编码器简介
工作原理:光学编码器由一个中心有轴的光电码盘, 其上有环形通、暗的刻线, 当圆盘旋转一个节距时, 在发光元件照射下, 光敏元件得到A, B信号为具有90度相位差的正弦波, 这组信号经放大器放大与整形, 得到的输出方波, A相比B相超前90度, 其电压幅值一般为5V。当A相超前前B相时为正方向旋转, 若B相超前A相时即为负方向旋转, 利用A相与B相的相位关系可以判别编码器的的正转与反转, Z相产生的脉冲为基准脉冲, 又称零点脉冲, 它是轴旋转一周在固定位置上产生一个脉冲, 可获得编码器的零位参考位。它的优点是原理构造简单, 机械平均寿命可在几万小时以上, 抗干扰能力强, 可靠性高, 适合于长距离传输。其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。
三、系统构成
在重卷线一号张力辊上安装一个增量式编码器, 由于测量带钢的位置。编码器与FM458的通信扩展模块EXM438-1的X2接口相连接, 由CFC程序读出编码器的脉冲数, 由step7程序计算出带钢位置及速度。
四、软件编程
在CFC程序中用N AV块读出编码器的值, 示意图如下:
由此得到了焊缝的实际位置, 及一号张力辊的速度。
五、结束语